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  UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE NICARAGUA, MANAGUA RECINTO UNIVERSITARIO RUBÉN DARÍO FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS DEPARTAMENTO DE QUIMICA MONOGRAFIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE LICENCIADO EN QUIMICA
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE NICARAGUA, MANAGUA RECINTO UNIVERSITARIO RUBÉN DARÍO FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍAS DEPARTAMENTO DE QUIMICA MONOGRAFIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE LICENCIADO EN QUIMICA FARMACEUTICA. TITULO: Identificación de quimiotipos cineol, carvona por cromatografía de capa fina, con determinación del rendimiento porcentual del aceite esencial de planta juanilama (Lippia alba) obtenidas en Estelí y Rivas, Nicaragua, En el período de abril a diciembre, Autores: Tania Vanessa Mayorga Vílchez Br. Yanoxi Alberto Vargas Pizarro Br. Tutor: Msc. Iván Marín Arguello. Tutor Metodológico: Msc. Gerardo Mendoza Jiménez. I Managua, Marzo, 2014 del rendimiento porcentual del aceite esencial de planta juanilama (Lippia alba) obtenidas en Estelí y Rivas, Nicaragua. En el período de Abril a Diciembre, Dedicatoria Primeramente a Dios por habernos permitido dar un paso más hacia la vida y habernos dado salud, ser el manantial de vida y lo necesario para seguir adelante día a día para lograr nuestros objetivos, además de su infinita bondad y amor. A nuestros padres por su esfuerzo y sacrificio, sus consejos, sus valores, por la motivación constante que nos ha permitido ser una persona de bien, pero más que nada, por brindarnos el amor la comprensión y el apoyo incondicional y la confianza en cada momento de nuestras vidas, sobre todo en nuestros estudios universitarios. I del rendimiento porcentual del aceite esencial de planta juanilama (Lippia alba) obtenidas en Estelí y Rivas, Nicaragua. En el período de Abril a Diciembre, Agradecimientos A la familia, por permitirnos alcanzar este logro, por su apoyo y motivación siempre, por acompañarnos en las largas jornadas de trabajo, y muy especialmente por confiar en nosotros. A nuestros queridos compañeros, con quienes compartimos vivencias hermosas en estos años de universidad, a Iris, Rosa, Claudia y Celeste, muchas gracias por su apoyo incondicional, por su compañía y cariño, sin ustedes las veladas de estudio hubiesen sido menos agradables. A todo el personal de Laboratorio ISNAYA, por su ayuda y apoyo, por su compañía y consejos, especialmente a Lic. Marvin Palma y Lic. Oscar Villavicencio, por las incontables asesorías técnicas, sus consejos y conocimientos. A la Máster. Rosa Gonzales jefa del departamento de Química por incondicional apoyo, disposición y consejos durante la elaboración de este trabajo. A Master. Iván Marín, por la orientación y apoyo brindados para superar las dificultades presentadas en el proceso de aprendizaje monográfico. II del rendimiento porcentual del aceite esencial de planta juanilama (Lippia alba) obtenidas en Estelí y Rivas, Nicaragua. En el período de Abril a Diciembre, Opinión del tutor Entre los conceptos, la teoría y la práctica investigativa existe una marcada diferencia. Los dos primeros elementos son conocimiento prediseñados y transmitido a lo largo de la vida, el tercer elemento la investigación requiere de destrezas, ingenio y perseverancia. El culminar el presente trabajo monográfico demandó de perseverancia por parte de los autores por la génesis del conocimiento y este se logra solo haciendo. El análisis instrumental desarrollado a lo largo del presente trabajo exigió por parte de los autores el desarrollo de habilidades y destrezas que solo por medio de un proceso investigativo experimental se pueden lograr. La culminación de esta jornada académica representa un verdadero mérito cualitativo más que un mérito cuantitativo, que pudiese estar representado por la suma de un puntaje. Al culminar el presente trabajo monográfico los bachilleres autores, desplegaron un sin número de responsabilidades académicas que incluyó desde la búsqueda y caracterización de un químico estándar hasta el dominio de protocolos para el análisis instrumental, claro está que también pasando por los requerimientos académicos de un muestreo y el procesamiento químico de las mismas. Es debido a este conglomerado de aptitudes y esfuerzo desplegado por los autores que con beneplácito y regocijo manifiesto mi total respaldo al trabajo de tesis presentado por los autores. Los autores nos delinearon algunas pinceladas del peso de las condiciones ambientales en el contenido de quimiotipos de importancia biológica en la ruta metabólica de la planta juanilama. Oportunamente abrieron el camino para entender algunas de las propiedades medicinales de la hoja de la juanilama. Esto representa un verdadero espacio de investigación para la sociedad. III del rendimiento porcentual del aceite esencial de planta juanilama (Lippia alba) obtenidas en Estelí y Rivas, Nicaragua. En el período de Abril a Diciembre, Tabla de Contenido Dedicatoria... I Agradecimientos...II Opinión del tutor... III APARTADO I... 0 ASPECTOS GENERALES INTRODUCCION OBJETIVOS Objetivo general Objetivos específicos PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA JUSTIFICACIÓN ANTECEDENTES...5 APARTADO II... 7 MARCO DE REFERENCIA MARCO DE REFERENCIA La Medicina Natural Aceites Esenciales Fuentes y Ubicación de los Aceites Esenciales: Clasificación de los Aceites Esenciales Características generales de los aceites esenciales clasificación química de los Aceites Esenciales Métodos de obtención: Usos de los Aceites Esenciales: Generalidades de carvona y cineol Factores genéticos y ecológicos Variabilidad genética y quimiotipos de lippia alba: Acciones Farmacológicas Extracción de materias primas vegetales Mecanismo de Acción del Solvente y Materia prima vegetal Equipo Clevenger Ventajas y desventajas del equipo Clevenger: Cromatografía en capa Fina (TLC)...25 APARTADO III HIPÓTESIS HIPÓTESIS APARTADO IV DISEÑO METODOLÓGICO DISEÑO METODOLÓGICO... 30 del rendimiento porcentual del aceite esencial de planta juanilama (Lippia alba) obtenidas en Estelí y Rivas, Nicaragua. En el período de Abril a Diciembre, Tipo de estudio Método de estudio Descripción del ámbito de estudio Universo Muestra Criterios de selección Variables de estudio Operacionalización de variables Materiales para obtener la información Materiales para procesar información Descripción del método Recolección de la muestra: Extracción de aceites esenciales: preparación de estándares y soluciones Identificación de quimiotipos cineol y carvona en planta Lippia alba por cromatografía de capa fina APARTADO V RESULTADOS APARTADO VI ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS APARTADO VII CONCLUSIONES CONCLUSIONES...52 APARTADO VIII RECOMENDACIONES REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA Índice de Tablas Tabla 1 Rendimiento Porcentual de Muestras Recolectadas en Rivas y Estelí Tabla 2 Rendimiento de los aceites esenciales obtenidos por método clevenger de plantas de Lippia alba provenientes de los departamentos de Rivas y Estelí Tabla 3 Rf* de muestras recolectada en Rivas y Estelí Índice de Gráficos Grafica 1RPAE Juanilama Esteli Grafica 2 RPAE de JUanilama, Rivas... 40 del rendimiento porcentual del aceite esencial de planta juanilama (Lippia alba) obtenidas en Estelí y Rivas, Nicaragua. En el período de Abril a Diciembre, Resumen Palabras claves: aceite esencial, Rendimiento porcentual, Quimiotipo, Carvona, Cineol, método Clevenger, Cromatografía de Capa Fina. La utilización de las plantas aromáticas en la medicina natural tiene sus orígenes en lo más remoto de la historia. Nicaragua posee una amplia variedad de hierbas aromáticas entre ellas: Juanilama. La Juanilama pertenece a la familia Verbenácea es un arbusto aromático de 1 a 2 metros de alto, la cual crece en laderas, orillas de camino y riveras de los ríos. Los Aceites esenciales que posee la juanilama son compuestos odoríferos naturales, los cuales contienen una variedad de quimiotipos que varían en dependencia de los factores geográficos. Entre ellos se encuentran: Cineol y Carvona, ambos pertenecen al grupo de monoterpenoides y se les atribuye las propiedades farmacológicas antimicrobiana y expectorante. La Mayor cantidad de Aceite esencial de dicha planta está presente en las hojas. Para su adecuada extracción se utilizó el método de Hidrodestilación a través del equipo Clevenger y así poder determinar el rendimiento porcentual que posee la planta Juanilama. Para la identificación de los quimiotipos Cineol y Carvona se realizó la aplicación del método cualitativo de Cromatografía de Capa fina. Las plantas Juanilama de las regiones de Rivas y Estelí en Nicaragua presentan variabilidad en el contenido de su Rendimiento porcentual. Además en su composición química contiene los quimiotipos Cineol y Carvona. . APARTADO I ASPECTOS GENERALES 0 1.1 INTRODUCCION La utilización de las hierbas aromáticas tiene sus orígenes en lo más remoto de la historia en la medicina natural cuyas cualidades han sido destacadas. En Nicaragua existen gran variedad de hierbas aromáticas, entre las más comunes se encuentran: albahaca, cebollino, cilantro, estragón, laurel, romero, orégano, hierba buena, perejil, salvia, tomillo y Juanilama. Su nombre científico es Lippia Alba. Es un arbusto aromático ramificado perenne crece como una enredadera hasta alcanzar una altura de 2 metros, sus hojas son de color verde de forma ovalada, el tallo presenta un tono violeta y sus flores son hermafroditas de color rosadovioláceas. Su hábitat son los climas tropicales y subtropicales, se extienden geográficamente desde la zona Río Grande de Texas (México), Centro América, Antillas del Caribe y América del Sur. En Nicaragua se encuentran en las zonas costeras del Pacífico y Caribe, Región Central y Norte. La planta juanilama (Lippia alba) es una especie promisoria ya que actualmente se utiliza en diversos países con propósitos medicinales. Precisamente esta realidad ha conducido a un grupo interdisciplinario de investigadores a intentar caracterizar la distribución biogeográfica de la especie en su ámbito natural y detectar variaciones en sus aceites esenciales. Los aceites esenciales que esta planta posee, contiene numerosos quimiotipos, lo cual esta en dependencia a cambios ambientales, por tanto la importancia de esta investigación radica en extraer de sus hojas los aceites esenciales a través de hidrodestilación, utilizando equipo Clevenger para evaluar el rendimiento porcentual de sus esencias, además de la identificación de los quimiotipos carvona y cineol por cromatografia de capa fina para conocer la composición química que la planta juanilama (Lippia alba) presenta en Nicaragua. 1 1.2 OBJETIVOS Objetivo general Caracterizar los quimiotipos: cineol, carvona por Cromatografía de Capa Fina, con determinación del rendimiento porcentual del aceite esencial que contienen las hojas de planta juanilama (Lippia alba) extraídas por método Clevenger. Obtenidas en los Departamentos de Estelí y Rivas, Nicaragua, en el período de Abril a Diciembre, Objetivos específicos 1. Extraer los aceites esenciales presentes en las hojas de Juanilama (Lippia alba) a través del método de extracción Clevenger. 2. Determinar el rendimiento porcentual del aceite esencial de las hojas de planta Juanilama (Lippia alba) obtenidas en Estelí y Rivas. 3. Identificar los quimiotipos cineol y carvona del aceite esencial de juanilama (Lippia alba) por Cromatografía de Capa Fina. 2 1.3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La importancia de los aceites esenciales encontrados en la planta Juanilama se ha demostrado a través de recientes estudios en diversas regiones de América, logrando resultados contundentes sobre la identificación de quimiotipos con propiedades farmacológicas. Existen ciertos factores como: geográficos, topográficos, ambientales, composición del suelo que conlleven a una variabilidad en su composición química, probablemente no sea ninguna sorpresa identificar un nuevo quimiotipo en la investigación. Por este motivo, surge la incógnita que quimiotipos se encuentran en el aceite esencial de la planta Juanilama (Lippia alba) obtenidas en departamento de Rivas y Estelí de Nicaragua? Se ha decidido realizar esta investigación debido a la carencia de información sobre la composición química que esta planta posee, además no s e conocen estudios explicito de la variedad de especies que existen en nuestro país, de esta manera podremos afirmar si hay variabilidad en la composición química en dependencia de los factores geográficos y ambientales. 3 1.4. JUSTIFICACIÓN La necesidad de caracterizar los quimiotipos en la planta lippia alba que se encuentra en Nicaragua, para desarrollar nuevas alternativas en el campo de la industria farmacéutica. Se han llevado a cabo múltiples investigaciones que han logrado describir la variabilidad en la composición química contenidos en el Aceite Esencial de lippia alba en dependencia a su posición geográfica. En Nicaragua se han realizado pocos estudios en la determinación de los quimiotipos en la planta juanilama, por lo tanto es probable que se logre identificar nuevos quimiotipos de sus aceites esenciales. La variabilidad química que existe en las plantas de Rivas y Esteli nos motivó a investigar las características químicas. Por tanto nuestra investigación estará dirigida a identificar dos quimiotipos (carvona y cineol) ya identificados en distintas regiones del continente americano, por tanto, en Nicaragua se podrá confirmar la presencia de estos quimiotipos extraídos del aceite esencial de planta juanilama (Lippia alba). Con esta investigación se pretende proporcionar información científica en el área de Farmacia de la UNAN, Managua y de esta manera incentivar a los estudiantes de Química Farmacéutica y Química Industrial a desarrollar otras investigaciones de esta índole, dejando bases científicas para posteriores estudios de nuevos proyectos con el mismo objetivo. 4 1.5. ANTECEDENTES Los aceites esenciales son mezclas de varias sustancias químicas biosintetizadas por las plantas, que dan el aroma característico a algunas flores, hojas, árboles, frutos, hierbas, especias, semillas y a ciertos extractos de origen animal. Todos son volátiles y solubles en alcohol. Químicamente son mezclas de esteres, aldehídos, alcoholes, cetonas y principalmente de terpenos. Molina y Ruiz (2005), del instituto de promoción humana Somoto Madriz, con el proyecto Educación Técnica Integral para Jóvenes Rurales, realizaron un estudio sobre las plantas medicinales entre ellas lippia alba en laboratorios ISNAYA, Nicaragua, encontrando que la planta contiene: 1.2% de aceite volátil, dentro de este aceite, determinaron dos quimiotipos: 34.1% geranios, 23% Neral. No obstante aún no se puede afirmar que la planta lippia alba cultivada en Nicaragua posea esta cantidad de quimiotipos debido a la falta de información. Asi mismo indican que se utiliza terapéuticamente para tratar enfermedades como asma, tos y fiebre preparando infusiones de las hojas. También se usan como fomentos o fricciones para la terapia de artritis reumatoide. Grijalva A. (2005), en su libro Flora útil etnobotánica de Nicaragua, Afirma que la infusión de sus hojas es usada para problemas respiratorios. Además la planta es cultivada como ornamental. Por vía tópica, las hojas trituradas se inhalan para inducir el sueño, la infusión se aplica en afecciones dermatomucosas y flujo vaginal. El extracto alcohólico se usa en fricciones contra resfriados, congestión de las vías respiratorias y reumatismo. Ciccio y Ocampo (2006): realizaron un estudio investigativo en la Universidad de Costa Rica, sobre la variación anual de la composición química del aceite esencial 5 Lippia alba cultivada en Costa Rica donde se determinó que dicha planta presenta variabilidad de los quimiotipos en dependencia del clima y su ubicación. En la Universidad de San Carlos, Guatemala. Se realizó un estudio monográfico sobre la caracterización farmacopéica de plantas aromáticas.entre ellas la Juanilama, cuyo objetivo era contribuir a la fabricación de productos fito farmacéuticos de mejor calidad, utilizó el método de extracción clevenger para la obtención de aceites esenciales de lippia alba, para su determinación a través de cromatografía de gases. Obteniendo como resultado que las plantas aromáticas estudiadas en Guatemala tienen quimiotipos de timol en mayor proporción. Morales (2006). Dellacassa (2010 ), realizo un estudio investigativo en la Universidad Pontificia Católica de Rio Grande do Sul, Porto Alegre, autor de la revista normalización de productos naturales obtenidos de especies de la flora aromática latinoamericana público que los tres quimiotipos de aceite esencial de Lippia alba reportados en Colombia, hacen de esta planta una especie aromática promisoria para su cultivo agro-industrial, por sus altos contenidos de carvona ( 50%) y citral ( 55%) compuestos utilizados en las industrias cosmética y de alimentos, y que pueden ser aislados del aceite esencial por diferentes métodos separativos, como destilación fraccionada, para su comercialización y convertir a Lippia. alba en una nueva fuente de estos compuestos. Ricciardi, G. A. L.; Veglia J. F. & Ricciardi; A. I. A, (1998), en el VI Simposio Argentino de Farmacobotánica; Posadas, Misiones, Argentina; han confirmado que lippia alba posee actividades antimicrobianas destacables, habiéndose observado su acción sobre: Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, S. pyogenes y Salmonella typhi. El mismo autor ha estudiado la acción del aceite esencial sobre Candida albicans. Además se ha confirmado su actividad analgésica y su actividad pectoral, atribuidas ambas a su aceite esencial, sin que se hayan observado efectos tóxicos. 6 APARTADO II MARCO DE REFERENCIA 7 2. MARCO DE REFERENCIA 2.1 La Medicina Natural Las plantas poseen una gran variedad de principios activos, que están asociadas a los procesos vitales básicos y los metabolitos secundarios participan activamente en el ajuste del vegetal a las condiciones ambientales. Para el ser humano, los metabolitos secundarios, especialmente aquellas de origen vegetal, poseen diversas aplicaciones siendo utilizadas en salud, alimentación, perfumería e higiene personal. (De Rafols, W., 1981). 2.2 Aceites Esenciales Son los compuestos odoríferos naturales que se encuentran en las plantas y son aislados de las mismas. Generalmente, son líquidos (en algunas ocasiones semisólidos y muy raras veces sólidos) poco solubles en agua pero si volatilizables con vapor, se evaporan a diferentes velocidades bajo presión atmosférica. El término aceite esencial es utilizado, en general, para designar sustancias volátiles obtenidas por extracción, a base de vapor de las plantas, o por otros métodos. El termino popular más común con el que se conocen estas sustancia es el de esencias, también se conocen por el nombre de aceites volátiles o etéreos. (Chanjin N. E. 1999): Fuentes y Ubicación de los Aceites Esenciales: Los aceites esenciales se encuentran presentes en distintas partes de la planta: Las flores (como en el caso de la lavanda, el jazmín y la rosa), todo el árbol (como sucede con el eucaliptus), en las hojas (la citronela), madera (el sándalo), en la raíz (el vetiver), en la resina que exudan (el incienso, la mirra y el benjuí), en la cáscara de los frutos (el limón, la naranja y la bergamota). 8 Los tejidos vegetativos, poseen células esféricas con diferentes cavidades o canales en el parénquima, las cuales dan el olor a las flores, estas se encuentran en las glándulas odoríferas, donde son liberados Clasificación de los Aceites Esenciales. Los aceites esenciales se pueden clasificar en base a diferentes criterios: Consistencia, origen y naturaleza química de los componentes mayoritarios. a. Consistencia De acuerdo con su consistencia los aceites esenciales se clasifican en: Esencias, Bálsamos y Resinas. Las esencias: son líquidos volátiles a temperatura ambiente. Los bálsamos: son extractos naturales obtenidos de un arbusto o un árbol. Se caracterizan por tener un alto contenido de ácido benzoico y cinámico, así como sus correspondientes ésteres. Son de consistencia más espesa, son poco volátiles y propensos a sufrir reacciones de polimerización, son ejemplos el bálsamo de copaiba, el bálsamo del Perú, Benjuí, b
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